g2wl电磁感应、交变电流导学案
交变电流导学案
第五章第一节交变电流编号：11 制作人：高二物理组审核人：高二物理组日期：2017.3学习目标1.知道交变电流、直流电的概念．2.掌握交变电流的产生和变化规律．3.知道交变电流的峰值、瞬时值的含义．预习导航：一、交变电流：1．交变电流：______和______都随时间做周期性变化的电流．2．直流：______不随时间变化的电流．3．交变电流的产生(1)产生方法：闭合线圈在______磁场中绕____________的轴匀速转动．(2)过程分析，如图所示．(3)中性面：线圈平面与磁场_____的位置．思考：线圈在中性面时，磁通量、感应电动势、感应电流具有怎样的特点？二、交变电流的变化规律：1．瞬时值表达式：电动势：e＝__________，电压：u＝___________，电流i＝__________．2．峰值：表达式中的Em、Um、Im分别为电动势、电压和电流可能达到的最大值，叫做峰值．3．正弦式电流：按______规律变化的交变电流．思考：交变电流的大小是否一定变化？新课探究：合作探究一交变电流的产生过程物理情景一：1．正弦式交变电流有什么特点？试探究产生正弦式交变电流的条件？2．试探究分析线圈位于中性面位置时，穿过线圈的磁通量、磁通量的变化率、感应电动势、感应电流各有什么特点？3．试探究分析线圈位于垂直于中性面位置时，穿过线圈的磁通量、磁通量的变化率、感应电动势、感应电流各有什么特点？例题1：如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在π/2ω～3π/2ω这段时间内()A．线圈中的感应电流一直在减小B．线圈中的感应电流先增大后减小C．穿过线圈的磁通量一直在减小D．穿过线圈的磁通量的变化率先减小后增大发散练习1．如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零发散练习2：如图所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，能在线圈中产生交变电流的是()A．将线圈水平向右匀速拉出磁场B．使线圈以OO′为轴匀速转动C．使线圈以ab为轴匀速转动D．磁场以B＝B0sin ωt规律变化合作探究二交变电流的瞬时值、峰值表达式物理情景二1．从不同位置开始计时，交变电流的最大值和瞬时值是否相同？2．线圈在磁场中转动，转至如图位置时，哪些边上产生感应电动势？例题2：有一个10匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T．问：(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？(3)写出感应电动势随时间变化的表达式．发散练习3：如图所示，边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO′边为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：(1)从图示位置开始计时，线圈中产生的瞬时电动势的表达式；(2)线圈从图示位置转过π/2的过程中通过线圈截面的电荷量q.发散练习4：一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时．t1＝1/30 s，线框中感应电动势为50 V，当t2＝1/60 s时，线框中感应电动势为50 √3V，求：(1)感应电动势的最大值；(2)线框转动的角速度的大小；(3)线框中感应电动势的瞬时值表达式．课堂小结：作业：。
高中物理 第3章 电磁感应 3.3 交变电流导学案 新人教版选修
高中物理第3章电磁感应 3.3 交变电流导学案新人教版选修【学习目标】（1）知道什么是交变流电。
并理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面；（2）掌握交变电流的变化规律，及表示方法；（3）理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义；（4）知道几种常见的交变电流。
如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。
【学习重点、难点】重点：交变电流产生的物理过程的分析；交变电流的变化规律的图象描述。
难点：交变电流的变化规律及应用；图象与实际发动机转动时的一一对应关系的理解。
【课堂组织形式】小组讨论、组组讨论、全班讨论、生生互评、师生点评【学法指导】演示+分析+归纳1、通过矩形线圈在匀强磁场中匀速转一周的实物演示，立体图结合侧视图分析，特殊位置结合任一位置分析，使学生理解交变电流产生原理及变化规律、2、利用导体切割磁场线产生I感方法，分析得交流电的变化规律、【预习案】自主预习：认真研读课本，完成下列问题：1、强弱和方向都不随时间改变的电流叫做________电流，简称________；强弱和方向都随时间作周期性变化的电流叫做________电流，简称交流、2、交变电流是由________发电机产生的、当线圈在________磁场中绕________________轴匀速转动时，产生交变电流、线圈平面跟磁感线________时，线圈所处的这个位置叫做中性面，线圈平面每经过一次中性面，线圈中感应电流的方向就____________、3、交流发电机的线圈在磁场中匀速转动，感应电动势e的变化规律为____________、若把线圈和电阻R′连成闭合电路，设总电阻为R，则电路中电流的瞬时值i＝________________，电阻R′上的电压瞬时值u＝________________、4、家庭电路中的交变电流是________电流，它是一种最________、最________的交变电流、5、(双选)下图所示的4种电流随时间变化的图中，属于交变电流的有( )【探究案】实验探究点一：正弦交变电流的产生（发展学生观察、实验、归纳的能力）学生活动：请同学们阅读教材P33t图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式 A t/Si/A020、2-20、40、63、如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（）A、t1时刻线圈中感应电动势最大；B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直；C、t3时刻线圈平面与中性面重合；D、t4 、t5时刻线圈中感应电流方向相同4、有一个10匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图2所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0、5 T、问：图2(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60时，感应电动势的瞬时值是多大？(3)写出感应电动势随时间变化的表达式、5、处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直。
第五章交变电流交变电流导学案
交变电流导学案教学目标：1 •会观察电流(或电压)的波形图，理解交变电流、直流的概念2•分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用基本原理解决新情境下问题的能力。
3 •知道交变电流的变化规律即表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义。
教学重点：交变电流的产生及表达式的推导教学难点：交变电流的产生及推导学生自主学习：1 •交变电流的产生和变化规律________ 和________ 时间做 ___________ 化的电流叫做交变电流，简称交流随时间变化的电流称为直流。
大小和方向都不随时间变化的电流叫做_____________ 电流2 .中性面： ____________________________________特占］磁通量 _________ ，磁通量的变化量________ 磁通量的变化率__________ 寸点* 感应电动势e = __________ ， _____ 应电流感应电流方向__________ 线圈转动一周，感应电流方向改变__________ 次3. 正弦式电流的产生和变化规律(1)产生考虑下面几个问题：1. 图中在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动2. 在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动3. 线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大4. 大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经负载流向F的电流为正，反之为负。
在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。
(2)变化规律根据图回答下面几个问题：①线圈与中性面的夹角是多少②ab边速度多大③ab边速度方向与磁场方向夹角多大④ab边产生感应电动势多大⑤线圈中感应电动势多大(1) 函数形式：N匝面积为S的线圈绕垂直磁场平行线圈平面的轴以角速度转动,(2)图象：正弦式图像:锯齿形扫描电压波形:矩形脉冲波形:例1 矩形线圈abed 的边长ab=cd=40cm,bc=da=30cm,共有200 匝，以300r/min的转速在磁感强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴OO匀速转动，在t=0时刻处于图所示位置.此线圈产生的感应电动势最大值E= _____________________ V,有效值为E= V,再转过。
交变电流导学案
交变电流导学案选修3-2第五章第1节课前预习学案一、预习目标知道交变电流产生的原理知道交变电流的变化规律及物理量间的关系二、预习内容交变电流________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流________不随时间变化的电流称为直流大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流交变电流的产生过程分析特殊位置甲乙丙丁戊B与S的关系磁通量Φ的大小个过程中Φ的变化电流方向磁通量Φ的变化率中性面：_______________________________磁通量___________磁通量的变化率____________感应电动势e＝________，_______感应电流感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次课内探究学案一、学习目标理解交变电流的产生原理及变化规律；理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；学习重难点：交变电流的产生原理、变化规律及物理量间的关系二、学习过程为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交变电流？交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么？中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时；线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零；磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零.交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.交变电流的变化规律：如图5－1－1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Esinωt，其中E=2NBLv=NBωS；i=Isinωt，其中I=E/R。
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Esinωt，其中E=2NBLv=NBωS；i=Isinωt，其中I=E/R。
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班级组别姓名编写教师电磁感应§4.1 划时代的发现探究电磁感应的产生条件【学习目标】1.了解电磁感应现象的发现过程，理解磁通量的概念2.理解产生感应电流的条件3.了解奥斯特、法拉第等科学家的科学思维方法【学习重点】电磁感应现象的条件；物理学史【学习难点】电磁感应现象【自主学习】1．定义：的现象称为电磁感应现象。
在电磁感应现象中所产生的电流称为。
2．到了18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，一些科学家相信电与磁之间存在着某种联系，经过艰苦细致地分析、试验，发现了电生磁，即电流的磁效应；发现了磁生电，即电磁感应现象。
3．在电磁感应现象中产生的电动势称为，产生感应电动势的那段导体相当于；4．产生感应电流的条件是：。
【探究学习】1．如图所示，条形磁铁穿过一闭合弹性导体环，且导体环位于条形磁铁的中垂面上，如果把导体环压扁成椭圆形，那么这一过程中：(A)穿过导体环的磁通量减少，有感应电流产生(B)穿过导体环的磁通量增加，有感应电流产生(C)穿过导体环的磁通量变为零，无感应电流(D)穿过导体环的磁通量不变，无感应电流2．金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是：3．如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是;(A)两电流同向且不断增大 （B ）两电流同向且不断减小(C)两电流反向且不断增大 (D)两电流反向且不断减小4．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合回路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是(A)线圈不动，磁铁插入线圈(B)线圈不动，磁铁拔出线圈(C)磁铁插在线圈内不动(D)磁铁和线圈一块平动5．一个处在匀强磁场中的闭合线圈中有一定的磁通量穿过，能使该回路产生感应电流的是：(A)改变磁场的磁感应强度 (B)改变回路平面与磁场方向的夹角(C)改变闭合线圈所围成的面积 (D)线圈在磁场中平移【拓展延伸】例1．如图所示，两个同心圆形线圈a 、b 在同一水平面内，圆半径b a R R 〉，一条形磁铁穿过圆心垂直于圆面，穿过两个线圈的磁通量分别为a φ和b φ，则：b a A φφ〉)(，b a B φφ=)(，ba C φφ〈)(，（D ）无法判断 【当堂检测】1．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是2x y =，下部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是a y =的直线（图中的虚线所示）。
一个小金属块从抛物线上b y =（b 〉a ）处以速度V 沿抛物线自由下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的总热量是：221221)()()()()()(mv a b mg D a b mg C mv B mgbA +--【课堂小结】【课后作业】班级组别姓名编写人_________________§4.2法拉第电磁感应定律【学习目标】1、知道法拉第电磁感应定律的内容及表达式2、会用法拉第电磁感应定律进行有关的计算E=进行计算3、会用公式BL V【教学重点】法拉第电磁感应定律内容、表达式，以及几个表达式的推导过程【教学难点】公式的推导过程；应用公式进行计算【自主学习】1．穿过一个电阻为R=1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终每秒钟均匀的减少2Wb，则：（A）线圈中的感应电动势每秒钟减少2V(B)线圈中的感应电动势是2V(C)线圈中的感应电流每秒钟减少2A（D）线圈中的电流是2A2．下列几种说法中正确的是：（A）线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大（B）穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大（C）线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大（D）线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大3．有一个n匝线圈面积为S，在t∆时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化∆，则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为，磁通量的了B变化率为，穿过一匝线圈的磁通量的变化量为，磁通量的变化率为。
【探究学习】1．如图所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，第一次用时0.2S，第二次用时1S；则前后两次线圈中产生的感应电动势之比。
2．如图所示，用外力将单匝矩形线框从匀强磁场的边缘匀速拉出．设线框的面积为S，磁感强度为B，线框电阻为R，那么在拉出过程中，通过导线截面的电量是______．【拓展延伸】1．长度和粗细均相同、材料不同的两根导线，分别先后放在U 形导轨上以同样的速度在同一匀强磁场中作切割磁感线运动，导轨电阻不计，则两导线：(A)产生相同的感应电动势（B ）产生的感应电流之比等于两者电阻率之比(C)产生的电流功率之比等于两者电阻率之比(D)两者受到相同的磁场力2．在图中，闭合矩形线框abcd 位于磁感应强度为B 的匀强磁场中，ad 边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，ab 、ad 边长分别用L 1、L 2表示，若把线圈沿v 方向匀速拉出磁场所用时间为△t ，则通过线框导线截面的电量是:12()BLL R t A ∆ 12()BLL R B 12()BL L tC ∆ 12()D BL L 3．在理解法拉第电磁感应定律tE n φ∆∆=及改写形势B t E ns ∆∆=,S t E nB ∆∆=的基础上（线圈平面与磁感线不平行），下面叙述正确的为：（A ）对给定线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比（B ）对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化 B ∆成正比（C ）对给定匝数的线圈和磁场，感应电动势的大小跟面积的平均变化率tS ∆∆成正比（D ）题目给的三种计算电动势的形式，所计算感应电动势的大小都是t ∆时间内的平均值4．如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻为细金属环电阻的12，磁场方向垂直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为E ，则a 、b 两点的电势差为 。
5.根椐法拉第电磁感应定律E=Δф/Δt推导导线切割磁感线,即在B⊥L，V ⊥L，V⊥B条件下，如图所示，导线ab沿平行导轨以速度V匀速滑动产生感应电动势大小的表达式E=BLV。
6．如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.5m,左端接一电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直导轨平面，导体棒ab垂直导轨放在导轨上，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab棒以V=4.0m/s的速度水平向右滑动时，求：（1）ab棒中感应电动势的大小（2）回路中感应电流的大小【当堂检测】例1如图所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图所示；求：（1）前4S内的感应电动势（2）前5S内的感应电动势例2.如图4所示，金属导轨MN、PQ之间的距离L=0.2m,导轨左端所接的电阻R=1 ,金属棒ab可沿导轨滑动，匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T, ab在外力作用下以V=5m/s的速度向右匀速滑动，求金属棒所受安培力的大小。
【课堂小结】【课后作业】班级 组别 姓名 编写人_________________ §4.3楞次定律【学习目标】1．知道楞次定律的内容，理解感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化的含义2．会利用楞次定律判断感应电流的方向3．会利用右手定则判断感应电流的方向【教学重点】楞次定律【教学难点】楞次定律【自主学习】注意：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，是“阻碍”“变化”，不是阻止变化，阻碍的结果是使磁通量逐渐的变化。
如果引起感应电流的磁通量增加，感应电流的磁场就跟引起感应电流的磁场方向相反，如果引起感应电流的磁通量减少，感应电流的磁场方向就跟引起感应电流的磁场方向相同。
楞次定律也可理解为“感应电流的磁场方向总是阻碍相对运动”。
1．磁感应强度随时间的变化如图所示，磁场方向垂直闭合线圈所在的平面，以垂直纸面向里为正方向。
t 1时刻感应电流沿 方向，t 2时刻 感应电流，t 3时刻感应电流；t 4时刻感应电流的方向沿 。
2．如图所示，导体棒在磁场中垂直磁场方做切割磁感线运动，则a 、b 两端的电势关系是 。
【探究学习】1．下述说法正确的是：(A)感应电流的磁场方向总是跟原来磁场方向相反(B)感应电流的磁场方向总是跟原来的磁场方向相同(C)当原磁场减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同(D)当原磁场增强时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同2．关于楞次定律，下列说法中正确的是：(A)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强(B)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱(C)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化(D)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化3． 如图所示的匀强磁场中，有一直导线ab 在一个导体框架上向左运动，那么ab 导线中感应电流方向（有感应电流）及ab 导线所受安培力方向分别是：(A)电流由b向a，安培力向左(B)电流由b向a，安培力向右(C)电流由a向b，安培力向左（D）电流由a向b，安培力向右4．如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向（从上往下看）是：(A)有顺时针方向的感应电流（B）有逆时针方向的感应电流(C)先逆时针后顺时针方向的感应电流 (D)无感应电流【拓展延伸】1．如图所示，螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁突然向左抽出时，A点的电势比B点的电势；当磁铁突然向右抽出时，A点的电势比B点的电势。
2．对楞次定律的理解：从磁通量变化的角度来看，感应电流总是；从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总是要；从能量转化与守恒的角度来看，产生感应电流的过程中能通过电磁感应转化成电能．3、楞次定律可以理解为以下几种情况（1）若因为相对运动而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍相对运动（2）若因为原磁场的变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍原磁场的变化（3）若因为闭合回路的面积发生变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍面积的变化（4）若因为电流的变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍电流的变化综合以上分析，感应电流引起的效果总是阻碍（或反抗）产生感应电流的。
【当堂检测】1 如图所示，通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上，A环在螺线管的正中间；当螺线管中电流减小时，A环将：(A)有收缩的趋势 (B)有扩张的趋势(C)向左运动（D）向右运动2 如图所示，在O点悬挂一轻质导线环，拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入，判断导线环在磁铁插入过程中如何运动？【课堂小结】【课后作业】班级组别姓名编写人_________________§4.4感生电动势和动生电动势【学习目标】1．知道感生电动势和动生电动势2．理解感生电动势和动生电动势的产生机理3. 体会能量的转化与守恒【教学重点】感生电动势；动生电动势【教学难点】两种电动势产生的原因【自主学习】1．英国物理学家麦克斯韦认为，变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场叫做电场；有这种电场产生的电动势叫做，该电场的方向可以由右手定则来判定。